Κανόνες διαλυτότητας για ιοντικές ενώσεις 1. Ενώσεις των στοιχείων της Ομάδας 1A και του ιόντος αμμωνίου (Ιόντα: Li +, Na +, K +, Rb +, Cs +, NH 4+ ) είναι ευδιάλυτες, χωρίς εξαίρεση: πχ. NaCl, K 2 S, NH 4 I 2. Οξικά και νιτρικά άλατα, δηλαδή άλατα των ιόντων CH 3 COO και NO 3 είναι ευδιάλυτα: πχ. CH 3 COOK, Fe(NO 3 ) 3 3. Άλατα ιόντων αλογονιδίων (Cl, Br, I ): Τα περισσότερα είναι ευδιάλυτα, π.χ. MgCl 2, NaF, HgCl 2. Εξαιρέσεις: AgCl, Hg 2 Cl 2, PbCl 2, AgBr, Hg 2 Br 2, PbBr 2, AgI, HgI 2, Hg 2 I 2, PbI 2. Άλατα φθοριδίου (F ): Τα περισσότερα είναι δυσδιάλυτα (π.χ. LiF, CaF 2, BaF 2, PbF 2 ). Ευδιάλυτα είναι τα υπόλοιπα φθορίδια των αλκαλιμετάλλων (π.χ. NaF, KF, RbF) και τα AgF, HgF 2, AlF 3, CrF 3 και ορισμένα άλλα. 1
Κανόνες διαλυτότητας για ιοντικές ενώσεις 4. Θειικά άλατα (περιέχουν το θειικό ιόν, SO 4 2 ) Τα περισσότερα θειικά άλατα είναι ευδιάλυτα: π.χ., Na 2 SO 4, Fe 2 (SO 4 ) 3, CuSO 4. Εξαιρέσεις: CaSO 4, SrSO 4, BaSO 4, Ag 2 SO 4, Hg 2 SO 4, PbSO 4 5. Ανθρακικά άλατα (περιέχουν το ανθρακικό ιόν, CO 3 2 ) Τα περισσότερα ανθρακικά άλατα είναι δυσδιάλυτα: π.χ., CaCO 3, BaCO 3, CuCO 3. Εξαιρέσεις: Τα ανθρακικά των ιόντων των αλκαλιμετάλλων και του ιόντος ΝΗ 4+ : π.χ. Na 2 CO 3, K 2 CO 3, (NH 4 ) 2 CO 3 6. Φωσφορικά άλατα (περιέχουν το φωσφορικό ιόν, ΡO 4 3 ) Τα περισσότερα φωσφορικά άλατα είναι δυσδιάλυτα: π.χ., Ca 3 (PO 4 ) 2, Ba 3 (PO 4 ) 2, Fe 3 (PO 4 ) 2, Εξαιρέσεις: Τα φωσφορικά των ιόντων των αλκαλιμετάλλων και του ιόντος ΝΗ 2 4+ : π.χ. Na 3 PO 4, K 3 PO 4, (NH 4 ) 3 PO 4
Κανόνες διαλυτότητας για ιοντικές ενώσεις 7. Σουλφίδια (περιέχουν το ιόν σουλφιδίου, S 2 ) Τα περισσότερα σουλφίδια είναι δυσδιάλυτα: π.χ., BaS, FeS, NiS, Co 2 S 3. Εξαιρέσεις: Τα σουλφίδια των ιόντων των αλκαλιμετάλλων και του ιόντος ΝΗ 4+ : π.χ. Na 2 S, K 2 S, (NH 4 ) 2 S 8. Υδροξείδια (περιέχουν το ιόν υδροξειδίου, ΟΗ ) Τα περισσότερα υδροξείδια είναι δυσδιάλυτα: π.χ., Fe(OH) 3, Mg(OH) 2, Al(OH) 3. Εξαιρέσεις: Τα υδροξείδια των ιόντων των αλκαλιμετάλλων και των ιόντων Ca 2+, Sr 2+ και Ba 2+ : π.χ. NaΟΗ, RbOH, Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2, 3
Άσκηση 1 Κανόνες διαλυτότητας για ιοντικές ενώσεις Χρησιμοποιώντας τους κανόνες διαλυτότητας, εκτιμήστε αν τα ακόλουθα ιοντικά στερεά είναι διαλυτά ή αδιάλυτα στο νερό. (αδιάλυτος = δυσδιάλυτος) (α) AgBr (β) Pb(NO 3 ) 2 (γ) SrSO 4 (δ) Na 2 CO 3 (ε) (NH 4 ) 2 SO 4 (στ) Ca(NO 3 ) 2 (ζ) Το BaCO 3 (η) PbSO 4 4
Κανόνες διαλυτότητας για ιοντικές ενώσεις Απάντηση (α) Το AgBr είναι δυσδιάλυτο (τα αλογονίδια του αργύρου είναι δυσδιάλυτα) (β) Ο Pb(NO 3 ) 2 είναι ευδιάλυτος (όλα τα νιτρικά άλατα είναι ευδιάλυτα) (γ) Το SrSO 4 είναι δυσδιάλυτο (στην Ομάδα ΙΙΑ, τα θειικά των Ca, Sr και Ba είναι δυσδιάλυτα) (δ) Το Na 2 CO 3 είναι ευδιάλυτο (όλα τα άλατα του νατρίου είναι ευδιάλυτα) (ε) (NH 4 ) 2 SO 4 (Ε) (στ) Ca(NO 3 ) 2 (Ε) (ζ) Το BaCO 3 (Δ) (η) PbSO 4 (Δ) Ε = ευδιάλυτο Δ = δυσδιάλυτο 5
Πρόβλεψη αντιδράσεων καταβύθισης Αντίδραση ανταλλαγής (ή μετάθεσης) είναι μια αντίδραση μεταξύ ενώσεων, η οποία γραμμένη ως μοριακή εξίσωση, εμφανίζεται να εμπεριέχει την ανταλλαγή τμημάτων μεταξύ των δύο αντιδρώντων, π.χ. 3NiCl 2 (aq) + 2Na 3 PO 4 (aq) Ni 3 (PO 4 ) 2 (s) + 6NaCl(aq) Μια τέτοια αντίδραση πραγματοποιείται, όταν ένα από τα προϊόντα καταβυθίζεται (καθιζάνει) από το μίγμα της αντίδρασης. Ίζημα είναι μια δυσδιάλυτη στερεά ένωση που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης σε διάλυμα. Η αντίδραση 2NaCl(aq) + Fe(NO 3 ) 2 FeCl 2 (aq) + 2 NaNO 3 (aq) ΔΕΝ πραγματοποιείται!!! 6
Πρόβλεψη αντιδράσεων καταβύθισης Αρχή του Le Chatelier: όταν ένα σύστημα ευρισκόμενο σε ισορροπία διαταράσσεται από μια μεταβολή θερμοκρασίας, πίεσης ή συγκέντρωσης ενός των συστατικών του, το σύστημα θα μετατοπίσει τη θέση ισορροπίας του κατά τρόπο που τείνει να εξουδετερώσει τη μεταβολή αυτή. Εφαρμογή σε αντιδράσεις καταβύθισης (αρχικά ως ισορροπία): 3NiCl 2 (aq) + 2Na 3 PO 4 (aq) Ni 3 (PO 4 ) 2 (s) + 6NaCl(aq) Εφαρμογή σε αντιδράσεις υπό σχηματισμό αερίου (αρχικά ως ισορροπία): Na 2 CO 3 (aq) + 2HCl(aq) 2NaCl(aq) + CO 2 (g) + H 2 O( ) 7
Άσκηση 2 Πρόβλεψη αντιδράσεων καταβύθισης Γράψτε τη μοριακή εξίσωση και την αμιγή ιοντική εξίσωση για καθεμία από τις ακόλουθες υδατικές αντιδράσεις. Αν δεν λαμβάνει χώρα αντίδραση, γράψτε ΚΑ (καμία αντίδραση) μετά το βέλος. (α) FeSO 4 (aq) + NaCl(aq) (β) Na 2 CO 3 (aq) + MgBr 2 (aq) (γ) MgSO 4 (aq) + 2NaOH(aq) (δ) NiCl 2 (aq) + NaBr(aq) 8
Απάντηση Πρόβλεψη αντιδράσεων καταβύθισης (α) FeSO 4 (aq) + NaCl(aq) KA (β) Na 2 CO 3 (aq) + MgBr 2 (aq) MgCO 3 (s) + 2NaBr(aq) CO 3 2 (aq) + Mg 2+ (aq) MgCO 3 (s) (γ) MgSO 4 (aq) + 2NaOH(aq) Mg(OH) 2 (s) + Na 2 SO 4 (aq) Mg 2+ (aq) + 2OH (aq) Mg(OH) 2 (s) (δ) NiCl 2 (aq) + NaBr(aq) KA 9
Ισχυρά οξέα και ισχυρές βάσεις Ισχυρό οξύ = το οξύ που ιοντίζεται πλήρως στο νερό, π.χ. HCl(aq) + H 2 O( ) H 3 O + (aq) + Cl (aq) Τα πιο συνηθισμένα ισχυρά οξέα: HClO 4, H 2 SO 4 (1η διάσταση), HI, HBr, HCl, HNO 3 Ασθενές οξύ = το οξύ που ιοντίζεται εν μέρει στο νερό, π.χ. HCN(aq) + H 2 O( ) H 3 O + (aq) + CN (aq) Ισχυρή βάση = η βάση που σε υδατικό διάλυμα υπάρχει εξ ολοκλήρου υπό μορφή ιόντων, ένα από τα οποία είναι το ΟΗ. NaOH(aq) Na + (aq) + OH (aq) Οι πιο συνηθισμένες ισχυρές βάσεις: LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2 Ασθενής βάση είναι η βάση που ιοντίζεται μόνο εν μέρει στο νερό. Η ασθενής βάση είναι και ασθενής ηλεκτρολύτης. NH 3 (aq) + H 2 O( ) NH 4+ (aq) + OH (aq) 10